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焦炉四车连锁系统说明书

推焦联锁、自动走行控制系统之阿布丰王创作

说

明

书

岳阳千盟电子有限公司

一、系统的硬件总结构

1-1、主控计算机………………………………………………4

1-2、中控柜……………………………………………………5

1-3、编码电缆…………………………………………………6

1-4、机控柜……………………………………………………7

二、各部件说明

1-1、开关电源…………………………………………………7

1-2、PLC可编程控制器………………………………………8

1-3、数据通信器………………………………………………9

1-4、地址检测器………………………………………………10

1-5、PLC的扩展模块及其他…………………………………11

1-6、天线箱……………………………………………………12

1-7、显示屏……………………………………………………14

1-8、编码器及其他……………………………………………15

三、硬件实现功能及应用指南

1-1、通信地址检测……………………………………………17

1-2、信息收集…………………………………………………18

1-3、自动控制…………………………………………………19

四、故障处理及维护

1-1、电源部分…………………………………………………21

1-2、通信部分…………………………………………………22

1-3、地址部分…………………………………………………22

1-4、信号部分…………………………………………………22

1、主控计算机

主控计算机采取原装DELL计算机；研华，西门子原装工控机；（机型根据各系统需要而定）

本系统软件运行环境：

CPU：

Pentium4

内存：

512M

硬盘：

80G

多串口通信卡：

PCIExpress聪明型多串口卡

操纵系统：

WIN2000/2003/XP

其他：

集成10/100以太网卡或以上

通信协议：

USART

通信波特率：

19200bps

注意项：

置于中控室内，注意防湿和防尘，防止强磁场干扰；

接口通信线与其他线路分开安插，与中控可编程控制器（PLC）接口相连；

2、中控柜

型号：

QM-ZKG-A

中控柜柜体规格：

2000*800*600

注意项：

柜底过线，线槽走线；

定位后，柜底四脚立柱着地;

远离其他有干扰的电气设备。

3、编码电缆

型号：

BPF-

规格：

1024

外形：

长度根据现场情况而定，宽度为15CM。

接线端：

XL1，L1；XG0，G0；XG1，G1；XG2，G2；XG3，G3；XG4，G4；XG5，G5；XG6，G6；XG7，G7；XG8，G8；XG9，G9；XG10，G10；XR0，R0；XR1，R1；XR2，R2。

连接：

始端接地址检测器；尾端接终端电阻，功率10W；两端电缆相连，采取无缝连接，不影响信号。

接线示意图：

注意项：

装置固定使平直，防火；各对线路独立分开，包管不存在短路现象。

4、机控柜

型号：

JKG8.1（车上检地址用）

规格：

1100*560*200

装置及接地：

部件装置在柜内，具有防震措施；

采取多点接地，装置应防止强干扰的电气设备，防止部件的运行。

1.稳压电源：

1、型号：

4NIC-K68.2（用于各机车控制柜）

输入：

交流220V，50HZ；

性能：

AC1500的漏电压无击穿，漏电流小于等于10MA；

输出：

直流+24V/1A，-24V/1A，1A，+15V/，-15V/。

2、型号：

4NIC-K77.6（用于中控控制柜）

输入：

交流220V，50HZ；

性能：

AC1500的漏电压无击穿，漏电流小于等于10MA；

输出：

直流+24V/1.5A，+5.2V/1A，+15V/6A，-15V/6A。

2、PLC可编程控制器及其扩展模块

规格型号：

PLC216和PLC214的扩展模块包含：

AD转换模块（EM231）：

+24DC供电，4路输入转换电路（量程0至5V），12位转换数据输出。

I点扩展模块（EM221）：

+24V供电，8路I点输入；

Q点扩展模块（EM222）：

+24V供电，8路Q点输出；

I/O点扩展模块（EM223）：

+24V供电，8路I点输入和8路Q点输出。

其他：

通信扩展模块（EM277）：

+24V供电，RS485接口，PROFIBUS总线通信协议。

PLC状态：

运行，停止，关闭。

2.数据通信器：

型号：

规格：

端口说明：

1、GND：

电源地；

2、+5V：

电源；

3、+15V：

电源；

4、-15V：

电源；

5、XRA：

连接显示屏MAX485的A线；

6、XRB：

连接显示屏MAX485的B线；

7、PLCA：

连接PLCA端口0的A线；

8、PLCB：

连接PLCB端口0的B线；

9、RTS：

发送控制端；

10、L0I：

模拟信号输入端；

11、L1I：

模拟信号输入端；

12、L0O：

模拟信号输出端；

13、L1O：

模拟信号输出端；

14、AI1：

放大电流输出端；

15、AI0：

放大电流输出端；

16、PI：

放大电流输入端；

17、TI：

放大电流输入端；

18、GND：

电源地；

19、V+：

功率放大器电源；

20、V-：

功率放大器电源；

21、+24V：

电源；

22、DCD：

载波检测输出端；

23、DCDCS：

接收选择端。

工作原理：

通信器即调制解调器：

调制部分：

将要发送的二进制数据经过发送（RTS为高电平）允许后调制成模拟信号经过功率放大发送到编码电缆，模拟信号的两种分歧频率代表二进制数据0和1。

解调部分：

接收由编码电缆传过来的模拟信号，选频后放大经（DCDCS为高电平）允许输入数据的情况下进行数据解调，转换成二进制数据输出至PLC。

工作状态：

1、1、2、3、4、21端对应电源分别接通，其他端无输入时，PWR、TXD、RXD亮。

2、9端RTS接通+24V电压时，RTS亮，通信器处于数据发送状态。

3、7、8端接通PLC的AB线数据时，TXD根据发送的数据亮灭（数据为1时亮，0时灭）。

4、接通18、19、20端电源时，12或13端有方波信号输出（地上通信器两端都有输出）。

5、置9端RTS为低电平，DCDCS接通+24V电压，10或11端有正弦波信号输入时，DCD指示灯亮。

RXD灯根据接收的数据亮灭（数据为1时亮，0时灭）。

6、若为车载部分的通信器，有接收数据时，5端和6端有送至显示屏的数据输出。

7、显示推焦电流及装煤电流时，通信器加电流放大板；小信号从16端和17端输入，14端和15端输出至AD模块转换。

4、地址检测器（车上检地址用）：

端口说明：

地址检测器（车上检地址用）

功能：

将天线接收到编码电缆的每对G线和R线信号进行放大，译码和AD转换处理，得出天线在编码电缆的位置数据，并数码显示输出和送入PLC中处理。

1、GND：

电源地；

2、+5V：

电源；

3、+15V：

电源；

4、-15V：

电源；

5、TXO：

检地址信号输入1；

6、TX1：

检地址信号输入2；

7、Q0.5：

读地址信号；

8、Q0.2：

地址选通1；

9、Q0.3：

地址选通2；

10、Q0.4：

地址选通3；

11、I0.0：

地址并行输入点；

12、I0.1：

地址并行输入点；

13、I0.2：

地址并行输入点；

14、I0.3：

地址并行输入点；

15、I0.4：

地址并行输入点；

16、I0.5：

地址并行输入点；

17、I0.6：

地址并行输入点；

18、I0.7：

地址并行输入点；

19、GND：

PLC地；

20、+24V：

PLC电源；

21、GND：

PLC地；

22、PLCA：

PLCRS485串口；

23、PLCB：

PLCRS485串口。

1、地址发生器

功能：

中控室内部件，连接至编码电缆。

对编码电缆发送特定频率的信号，配合车上地址检测器的地地址检测。

2、天线箱

1、型号：

QM-TXX-G

规格:

530*340*50

供电：

+15VDC，-15VDC

TXX8.0接线端：

JS：

信号线；

JSG：

通信接收地线；

TX0：

地址接收1信号线；

TG0：

地址接收1地线

TX1：

地址接收2信号线；

TG1：

地址接收2地线

+15V，-15V：

电源线；

GND：

电源地。

输出参数：

在正常通信和检地址的情况下，天线箱JS输入为79KHZ，2-5V的正弦波信号；FS与FSG间为49KHZ，300V-500V信号。

2、型号：

QM-TXX-B

规格：

620*450*40

供电：

+15VDC，-15VDC

QM-TXX-B接线端：

L5（黑）：

接收通信信号线；

L1（黄）：

接收地址1路信号线；

L3（蓝）：

接收地址2路信号线；

L2（绿）：

接收地址1路信号地线；

L4（白）：

接收地址2路信号地线；

L6（红）：

接收地。

对应天线板输出参数：

在正常通信和检地址的情况下，天线箱JS输入为79KHZ，2-5V的正弦波信号；TX0与TG0间为49KHZ，300V-500V信号。

TX1与TG1间为49KHZ，300V-500V信号。

2、型号：

QM-TXX-C

规格：

620*350*40

L7：

发送信号线；

L8：

发送地线；

天线板对应的输出参数为:

FS与FSG间为79KHZ，300V-500V信号。

7、显示屏

规格：

480*170*50

显示内容：

系统和机车工作状态；

当前计划推焦炉号和计划推焦时间；

当前系统统一尺度时间；

当前各车所处炉号；

语音提示操纵。

当推焦车对准计划推焦炉号，并有一定的停留时间，提示“推焦车已到计划炉号,准备工作完毕”。

●当拦焦车对准计划推焦炉号，并有一定的停留时间，且焦槽到位，提示“拦焦车已到计划炉号,准备工作完毕”。

●当熄焦车对准计划推焦炉号，并有一定的停留时间，且熄焦车车门关，提示“熄焦车已到计划炉号,准备工作完毕”。

●当前时间与计划推焦时间相差5分钟时，提示“推焦时刻快到，请各车加快准备”。

●当判断推焦开始时，提示“推焦开始,如有紧急情况,请按停止推焦按钮”。

●当判断推焦结束时提示“推焦顺利完成,请到新炉号推焦”。

●推焦被停止时提示“推焦被紧急停止，请查明原因”。

●当装煤车对准计划装煤炉号，并有一定的停留时间，提示“装煤车已到装煤炉号”。

●当推焦车操纵员按下允许装煤按钮时提示“推焦车允许装煤”。

当拦焦车操纵员按下允许装煤按钮时提示“拦焦车允许装煤”。

●当装煤车操纵员按下请求平煤按钮时提示“请求平煤”。

8、编码器及其他

编码器用于电机速度反馈，或是其他的位移丈量。

1、SICKARS60单圈绝对型旋转编码器

尺寸（毫米）：

直径60

接口/驱动器：

SSI或平行式（推挽式）

电源电压（伏特）：

DC10...32

工作环境温度：

-20°C...+85°C

2、SICKDKS40增量型编码器

分辨率：

1至2,048线的经常使用脉冲

防护等级：

IP64

外形尺寸（毫米）：

Ø50

接口/驱动器：

NPN开路集电极,TTL/RS422,HTL/推挽式

电源电压（伏特）：

DC4...6orDC10...30

3、接近开关

采取SICK接近开关，进行信号收集

感应距离根据型号的分歧，可以在0-20MM选择；

根据系统需要而定。

3、光电开关：

型号：

WS/WE250-142

激光对射式检测开关量，有效距离为0—25米。

4、间继电器：

继电器采取施莱德可插拔式中间继电器,PLC的Q点控制继电器的开闭触点工作，实现相应的功能。

内部原理图如下：

三、功能实现及应用指南

1、通信地址检测部分

与通信有关的部件：

PLC可编程控制器：

控制通信器工作；

通信器：

调制解调数据；

地址检测器：

提供一个信号发送到编码电缆的耦合通道；

编码电缆：

感应无线的通道，收发信号功能；

天线箱：

感应无线的通道，收发信号；

显示屏：

显示接收的数据。

操纵：

（1）给以上部件通电；包含：

中控部分和车载部分的各部件；

（2）检查每个部件的工作指示灯。

PLC的控制程序上电即可运行，所以中控和车载通信器上的RXD和TXD灯都会按收发数据正常时闪烁；

（3）车载部分的显示屏会有通信指示，但数据全为零。

只有打开上位机在有计划下达的情况下，才会有数据显示。

（4）在上位机运行的情况下，通信正常时，通过上位机上的机车位置即可判别地址检测器工作与否；机车操纵人员可操纵机车检验地址的正确与否，按操纵规程运用本系统。

2、信息收集

系统收集的信号包含：

推焦车和拦焦车的摘门信号；导焦槽到位；

熄焦车车身门关；推焦杆前进后退信号；平煤杆前进后退信号；除尘，下煤信号；手动检测信息等。

采取继电器隔离输入，特殊需要用到行程开关和接近开关。

3、联锁及自动控制部分

在联锁状态下，只有满足二级允推条件时，推焦杆是才干前进进行推焦的；

解除联锁的情况，推焦不受本系统影响。

一级允推为推焦的物理必备条件，一级允推发生有如下条件：

①推焦车到达且对准计划炉号

②拦焦车到达且对准计划炉号

③熄焦车到达且对准计划炉号

④拦焦车导焦槽到位

⑤熄焦车车身门关

⑥推焦在允许时间误差范围内。

一级允推发生后，在对应车上的显示屏上，“一级允推”灯亮。

二级允推发生

只有满足二级允推推焦车才干推焦，二级允推发生有如下条件：

①一级允推成立

②拦焦车按了人工允推按钮

③熄焦车按了人工允推按钮

二级允推发生后，在对应车上的显示屏上，“二级允推”灯亮，推焦允许继电器动作，推焦杆允许前进。

PLC控制走行部分：

在各机车操纵台上装置一个“自动走行申请/撤消”按旋，当司机按下该按钮时，可以完成自动走行的申请和撤消工作。

在车不处于自动走行状态时按该按旋，焦车进入自动走行，操纵台上“自动走行”灯亮，提示该车正处于自动走行状态，焦车将自动走行到下一个作业中心位置。

当焦车在自动走行时按该按旋，焦车退出自动走行，操纵台上“自动走行”灯灭，提示该车已推出自动走行状态。

①控制机车运行方向

根据运行目标和机车当前实际所处位置，自动确定机车运行方向，并由PLC给出机车运行方向的控制信号。

②控制机车运行速度

根据机车实际情况设定机车走行速度，通过计算机车实际位置离目标位置的距离，确定机车应该走行的速度档位。

采取离目标距离越远，速度档位越高的原则，这样既要提高工作效率，又提高对位精度。

③手动优先原则

为确保平安，采取手动优先原则，即任何时候人工扳动走行手柄，自动走行立即取消，进入手动走行状态。

④防碰撞原则

当机车自动走行过程中，发现与对方车距离小于两车挨在一起时两天线箱的中心距离小于允许时，自动停止走行。

⑤走行不允许原则

当机车自动走行过程中，机车自身在连锁方式，若手动走行是不允许的，即使进入自动走行状态，机车同样会行走。

在千盟炼焦系统车上控制柜中装置了一组空气开关，在自动走行控制有问题（包含自动走行控制硬件故障），影响手动走行时，强制闭合该空气开关组，自动走行控制部分将被旁路，自动走行将处于不允许。

四、维护及故障处理

1、电源部分

1、控制柜内部件不上电，没有任何反映？

用万用表丈量电源AC220V，50HZ输入；输入正常的情况下丈量开关电源的DC输出：

+24V，+15V和-15V，+5V是否正常。

不正常的话电源损坏，更换电源。

2、通信部分

1、通信器的“TXD”指示灯不闪烁，怎么处理？

a、PLC处于运行状态，Q0.7输出是否正常，正常再判断通信器的“RTS”指示灯是否在闪烁，不闪的话线路存在问题，检查两者之间的连线；

以上都正常时，“TXD”指示灯仍然不闪常亮或常灭时，通信器的L0/0或L1/0中的任意一路有20V左右的交流电压（用万用表测），则可能是指示灯坏了。

没有的话，通信器内部故障需更换。

b、不必丈量的话，也可以将通信正常的机车上的硬件装在有问题的车上或将有问题的硬件装在正常的车上来确定硬件的好坏。

2、通信器的“RXD”指示灯不闪烁，怎么处理？

a、可以将通信正常的机车上的硬件装在有问题的车上或将有问题的硬件装在正常的车上来确定硬件的好坏。

b、如果换上好的通信器仍不闪烁的话，检查通信器与地址检测器连接是否脱落；

c、断开L1、L1X、G0、G0X与地址检测器的连接，丈量G0与G0X之间、L1与L1X之间应有130欧姆左右的阻值。

如电阻值小于130欧姆的话，编码电缆的通信线路存在短路现象，如果电阻无限大的话，编码电缆至中控柜的线路断开，检查编码电缆到中控室的电路，极时排除故障。

d、线路完好的话，机车上的通信器是否有信号发送过来。

机上的通信正常的话，天线箱已坏，不克不及传送发送信号，应即时更换。

3、地址部分

1、（地上检地址用）地址无规律乱跳，怎么处理？

通信指示正常，而PLC不检地址（PLCQO.O-Q0.7不闪烁）。

PLC的I点和Q点坏,更换PLC;

）,地址检测器坏,更换;

通信指示灯不正常,天线箱没有发送信号,更换天线箱;

2、（车上检地址用）地址停止，无反应，怎么处理？

中控室的电源是否打开，地址发送器有没有信号发送，可以中控室重新上电再观察。

如没有问题，再检查天线箱是否完好。

如都没问题，则更换车上地址检测器。

4、信号部分

1、推焦过程中，出现焦杆不克不及前进怎么处理？

显示屏上的一级允推和二级允推指示灯是否亮，不亮的话联锁的条件不满足，请先确定推焦过程中其他车的实际情况。

推焦车，拦焦车，熄焦车是否都到位，拦焦车焦槽是否到位，熄焦车门关信号是否有。

如有硬连接故障时，请先解除联锁，推焦后检查线路。

具体故障及维护见维护手册。